t*<c+Ixu 摘要 ~}M{[6! 
p5 [uVRZ 如今，
衍射透镜在现代
光学的各种应用中得到广泛的使用。微
结构表面被用来取代笨重的光学元件，与传统
镜头相比，得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中，这些结构既可以以理想化的形式建模，具有预定义的阶次和效率，也可以更现实地建模，包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。
K3X y%pqR# ZU@V]+ww 在哪里可以找到组件?
!l\pwfXP&% _ Po9pZ 
P;y/ `_jo 衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。
$`5DGy ?RU au7BqV!uL 波前相位响应 u( o @_6
::5-UxGL<2
+ X ?jf.4 2`},;i~[ 衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。
z7K?rgH tT
v@8f 衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。
vd ;wQ 81n%2G 
%sq=lW5R{b （来自VirtualLab Fusion手册）
dHu]wog 4 '+)9&g 理想衍射透镜的参数设置 &B.r&K&
)N=wJN 1
QxkfP % _g %z.G3\s0 然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。
dqe_&C@*O ,S8Vfb & 总结:理想衍射透镜的计算方法 Ky'^AN]
yO($K L +
W`\H3?C`xQ
q+DH2&E' 采用带理想
光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下:
>YW>=5 _ 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。
C VU DN2 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。
& p%,+| 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。
mA."*)8VNg 4. 理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。
CJC|%i3 d}G?iX;c} 更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions lt*k(JD 7q?Yd AUz 实衍射透镜的参数设置 *K)v&}uw
l&rDa=m.J
l:ED_ env: 对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计
波长和所需的分层。
EW!$D Brl6r8LGi 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。
/X:lt^?%I zPmVECS 可用结构的高度计算(TEA) Zu$f[U)X Dux`BKl 
Q(sbClp" 衍射曲面高度结构定义为：
Q\oUZnD$= 3UaP7p+d 
BOWTH{KR<< d ;=,/a 可选参数-分层水平 9,Mp/.T" \ *HC8kD a%$ 
3 x'30 T/K.'92S 总结：真实衍射透镜计算方法 W f?sJ`.%b w0IB8GdF 
miKi$jC}vq gB"Tc[l1 用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是：
Fv: %"P^ 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。
d3$<|mG$ 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。
yI%>
w4Z 3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。
\XN5)) 4. 对于真实的衍射透镜，VirtualLab Fusion会自动在FMM/RCWA和TEA之间进行选择。如果本地光栅周期大于波长的5倍，则使用TEA。否则，将使用FMM/RCWA对实际结构进行建模。
